A ideia era simples: acumular o máximo de carga possível no menor espaço de tempo. O problema era como chegar lá.
São os feixes de eletrões de maior corrente e de maior potência de pico alguma vez produzidos.
O avanço na Física foi conseguido por uma equipa do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC, em Menlo Park (Califórnia, EUA).
A luz laser de alta potência tem sido utilizada para diversos fins: divisão de átomos ou simulação de condições de outros planetas, por exemplo.
Neste estudo, os físicos aumentaram a potência dos feixes de eletrões, dando-lhes algumas das mesmas capacidades. Era uma “geração experimental de feixes de eletrões extremos para aplicações avançadas de aceleradores”.
A ideia era simples: acumular o máximo de carga possível no menor espaço de tempo. O problema era chegar lá.
Os investigadores geraram 100 000 amperes de corrente durante apenas um quatrilionésimo de segundo.
Os feixes de eletrões de alta energia foram enviados à volta de um acelerador; os eletrões são empurrados para velocidades mais elevadas por ímanes potentes — viajam em ondas de rádio dentro do vácuo.
A equipa comparou os eletrões a um carro de corrida numa pista oval (como na NASCAR, por exemplo). Aqui, os eletrões foram acelerados a velocidades de aproximadamente 99% da luz. Mas quando chegam à curva da “pista”, têm de se desviar; por isso, abrandam.
Para fazer a curva mais rapidamente, o carro de corrida – ou melhor, o eletrão – deve seguir um percurso mais reto do que o normal. Na simulação desse trajeto mais reto, foi enviada uma sequência de eletrões com um milímetro de comprimento em torno do carril. Nesta configuração, os eletrões da frente moviam-se ao longo de uma parte menos íngreme da onda de rádio: saíam da curva com menos energia, um fenómeno conhecido como chirp.
O Phys acrescenta que, aí, os investigadores usaram ímanes para fazer com que os eletrões se desviassem, primeiro para a esquerda e depois para a direita; depois para a esquerda de novo. E depois voltaram ao percurso original.
Os ímanes desviaram mais eletrões de menor energia do que os eletrões com maior energia; os que tinham densidades mais baixas tiveram de seguir um caminho ligeiramente mais longo — e esse caminho mais longo permitia que os eletrões de maior energia os alcançassem.
Resultado: compressão da sequência de eletrões.
Aí, os físicos acrescentam um íman trocou de energia por luz, o que tornou os sons ainda mais dramáticos. Passaram depois as cordas à volta do carril diversas vezes, tornando o feixe cada vez mais potente, mas mais curto. No seu zénite, no ponto mais alto, o pulso tinha apenas 0,3 micrómetros de comprimento.
Esta técnica, acreditam os físicos, pode originar novos processos químicos ou produzir novos tipos de pleletrma, revelando mais sobre a natureza do espaço vazio.
